1、不飽和環(huán)二酮,概 述,定義指醌類或容易轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂絮愋再|(zhì)的化合物，以及在生物合成方面與醌類有密切聯(lián)系的化合物。,分布由于醌類具有不飽和酮結(jié)構(gòu)，當(dāng)其分子中連接助色團(tuán)后（-OH、-OMe等）多有顏色，故常作為動植物、微生物的色素而存在于自然界中。,本 章 內(nèi) 容,一、結(jié)構(gòu)類型 二、理化性質(zhì) 三、提取分離 四、結(jié)構(gòu)鑒定 五、生物活性,一、結(jié)構(gòu)類型,（一）苯醌類 （二）萘醌類 （三）菲醌類 （四）蒽醌類 1.蒽醌衍生物 2.蒽酚衍生物 3.二蒽酮類衍生物 4 . C-糖基衍生物,一、結(jié)構(gòu)類型 （一）苯醌類 (benzoquinones),鄰苯醌不穩(wěn)定，故天然界存在的大多為對苯醌。 醌核上多有-OH、-

2、OMe、-Me等基團(tuán)取代。如：,一、結(jié)構(gòu)類型 （一）苯醌類 (benzoquinones),橙紅色結(jié)晶 驅(qū)除腸寄生蟲作用,治療心臟病、高血壓及癌癥,一、結(jié)構(gòu)類型 （一）苯醌類 (benzoquinones),對苯醌類在堿性下可被次亞硫酸鈉還原為氫醌。,醌類通過這種可逆的氧化還原過程，在生物體內(nèi)起著重要的電子傳遞媒介作用。,一、結(jié)構(gòu)類型,（一）苯醌類 （二）萘醌類 （三）菲醌類 （四）蒽醌類 1.蒽醌衍生物 2.蒽酚衍生物 3.二蒽酮類衍生物 4 . C-糖基衍生物,一、結(jié)構(gòu)類型 （二）萘醌類 (naphthoquinones),從結(jié)構(gòu)上可分為：,一、結(jié)構(gòu)類型 （二）萘醌類 (naphthoqu

3、inones),-氫化胡桃醌及 其4-葡萄糖苷,從天然界得到的幾乎均為-萘醌類。如：具有抗菌、抗癌及中樞神經(jīng)鎮(zhèn)靜作用的胡桃醌。,不含羥基的萘醌衍生物，維生素K類即是一例,一、結(jié)構(gòu)類型 （二）萘醌類 (naphthoquinones),一、結(jié)構(gòu)類型,（一）苯醌類 （二）萘醌類 （三）菲醌類 （四）蒽醌類 1.蒽醌衍生物 2.蒽酚衍生物 3.二蒽酮類衍生物 4 . C-糖基衍生物,一、結(jié)構(gòu)類型 （三）菲醌類 (phenanthraquinones),有兩種類型：,如：丹參醌類成分,丹參酮A,一、結(jié)構(gòu)類型,（一）苯醌類 （二）萘醌類 （三）菲醌類 （四）蒽醌類 1.蒽醌衍生物 2.蒽酚衍生物 3.二

4、蒽酮類衍生物 4 . C-糖基衍生物,一、結(jié)構(gòu)類型 （四）蒽醌類 (anthraquinones),位 1，4，5，8 位 2，3，6，7 meso（中位） 9，10,依據(jù)其還原程度的不同，將其分成以下幾類：,一、結(jié)構(gòu)類型,（一）苯醌類 （二）萘醌類 （三）菲醌類 （四）蒽醌類 1.蒽醌衍生物 2.蒽酚衍生物 3.二蒽酮類衍生物 4. C-糖基衍生物,一、結(jié)構(gòu)類型 （四）蒽醌類 (anthraquinones),1.蒽醌衍生物,根據(jù)-OH在母核上分布的位置不同分兩類： （1）大黃素型（-OH在羰基的兩側(cè)） （2）茜草素型（-OH在一側(cè)苯環(huán)上）,一、結(jié)構(gòu)類型,（一）苯醌類 （二）萘醌類 （三）菲

5、醌類 （四）蒽醌類 1.蒽醌衍生物 2.蒽酚衍生物 3.二蒽酮類衍生物 4 . C-糖基衍生物,一、結(jié)構(gòu)類型 （四）蒽醌類 (anthraquinones),2.蒽酚（或蒽酮）衍生物,依其還原程度的不同而分為蒽酚和蒽酮。,蒽酮、蒽酚性質(zhì)不穩(wěn)定，故只存在于新鮮植物中,一、結(jié)構(gòu)類型,（一）苯醌類 （二）萘醌類 （三）菲醌類 （四）蒽醌類 1.蒽醌衍生物 2.蒽酚衍生物 3.二蒽酮類衍生物 4 . C-糖基衍生物,一、結(jié)構(gòu)類型 （四）蒽醌類 (anthraquinones),3.二蒽酮類衍生物,如：番瀉葉中致瀉的主要有效成分番瀉苷A、B、C、D屬此類成分。,一、結(jié)構(gòu)類型 （四）蒽醌類 (anthra

6、quinones),一、結(jié)構(gòu)類型 （四）蒽醌類 (anthraquinones),金絲桃屬某些植物如貫葉連翹、小連翹中含有的金絲桃素(hypericin)、假金絲桃素(pseudohypericin)均 為萘駢二蒽酮衍生物。,目前國際上對金絲桃屬植物的興趣，很大程度上是由于金絲桃素和假金絲桃素的抗病毒作用。研究表明，兩種化合物在體外強(qiáng)烈地抑制各種逆轉(zhuǎn)錄病毒，包括人免疫缺陷病毒(HIV)，有報道認(rèn)為金絲桃素在細(xì)胞內(nèi)的HIV-1抑制作用是由于與其感染細(xì)胞中殘留和毒粒成分相結(jié)合所致，是一種有殺病毒作用的藥物。,抑郁癥是三大精神疾病之一，貫葉連翹很早在歐洲被用于鎮(zhèn)靜、抗抑郁及其他中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病。研究

7、表明，在金絲桃科中普遍存在的一些化合物能抑制A型和B型單胺氧化酶，增加中樞神經(jīng)系統(tǒng)的神經(jīng)遞質(zhì)濃度。德國于1991年6月上市了一個以金絲桃素為標(biāo)準(zhǔn)的新的抗抑郁藥。,4 . C-糖基衍生物: 是蒽醌的碳苷，即糖作為側(cè)鏈通過C-C鍵直接與蒽環(huán)相連。例如蘆薈致瀉的主要有效成分蘆薈苷(barbaloin)即屬此類化合物。,蘆薈,蘆薈的起源與發(fā)展 蘆薈（Aloe）, 原產(chǎn)于非洲或地中海干燥地區(qū)，性寒味苦，入心、肝、脾經(jīng)，是一種集醫(yī)藥醫(yī)療、美容化妝、保健護(hù)膚、食用和觀賞功能為一體的經(jīng)濟(jì)作物,百合科蘆薈屬多年生常綠多肉質(zhì)草本植物。 蘆薈的藥理作用及應(yīng)用 目前，蘆薈的應(yīng)用主要集中在三個方面：化妝品、保健食品和藥

8、品。在蘆薈產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中，發(fā)展最快、最易被消費(fèi)者接受的是蘆薈化妝品。 一、殺菌作用 二、潤濕美容作用 三、抗衰老作用 四、防曬作用 五、健胃下泄作用 六、免疫與再生作用,一、結(jié)構(gòu)類型,（一）苯醌類 （二）萘醌類 （三）菲醌類 （四）蒽醌類 1.蒽醌衍生物 2.蒽酚衍生物 3.二蒽酮類衍生物 4 . C-糖基衍生物,本 章 內(nèi) 容,一、結(jié)構(gòu)類型 二、理化性質(zhì) 三、提取分離 四、結(jié)構(gòu)鑒定 五、生物活性,二、理化性質(zhì),（一）物理性質(zhì) 1.性 狀 2.溶解度 3.揮發(fā)性 4.升華性 5.不同pH條件下顯色 （二）化學(xué)性質(zhì) 1.酸性 2.顏色反應(yīng),二、理化性質(zhì) （一）物理性質(zhì),1.性狀 顏色 無Ar-O

9、H近乎于無色 助色團(tuán)越多，顏色越深 如：黃、紅、橙、紫紅等 多為有色晶體 存在狀態(tài)：苯醌、萘醌多以游離狀態(tài)存在； 蒽醌類則往往結(jié)合成苷而存在于 植物中。,二、理化性質(zhì),（一）物理性質(zhì) 1.性 狀 2.溶解度 3.揮發(fā)性 4.升華性 5.不同pH條件下顯色 （二）化學(xué)性質(zhì) 1.酸性 2.顏色反應(yīng),二、理化性質(zhì) （一）物理性質(zhì),2.溶解度 H2O MeOH EtOH Et2O CHCl3 游離醌 + + + + 成 苷 +（熱） + + ,3.揮發(fā)性 小分子的苯醌、萘醌類具有揮發(fā)性，能隨水蒸氣蒸餾，可據(jù)此進(jìn)行提取、精制工作。,二、理化性質(zhì),（一）物理性質(zhì) 1.性 狀 2.溶解度 3.揮發(fā)性 4.升

10、華性 5.不同pH條件下顯色 （二）化學(xué)性質(zhì) 1.酸性 2.顏色反應(yīng),二、理化性質(zhì) （一）物理性質(zhì),4.升華性 游離的醌類多具有升華性，蒽衍生物在常壓下加熱即能升華。,5.不同pH條件下顯不同的顏色 如： OH- 中性 H+ 紫草 蘭 紫 紅 大黃 紅 黃,二、理化性質(zhì),（一）物理性質(zhì) 1.性 狀 2.溶解度 3.揮發(fā)性 4.升華性 5.不同pH條件下顯色 （二）化學(xué)性質(zhì) 1.酸性 2.顏色反應(yīng),二、理化性質(zhì) （二）化學(xué)性質(zhì),1.酸性 Ar-OH的存在顯酸性用于堿提酸沉 分子中Ar-OH的數(shù)目、位置不同則酸性強(qiáng)弱有差異,二、理化性質(zhì) （二）化學(xué)性質(zhì),1.酸性,以游離蒽醌類衍生物為例，酸性強(qiáng)弱將

11、按下列順序排列： 含-COOH 2個以上-OH 1個-OH 2個-OH 1個-OH 5%NaHCO3 5%Na2CO3 1%NaOH 5%NaOH 可用于提取分離,練習(xí)題：試比較下列化合物的酸性強(qiáng)弱,二、理化性質(zhì) （二）化學(xué)性質(zhì),2.顏色反應(yīng),（1）Feigl反應(yīng),二、理化性質(zhì) （二）化學(xué)性質(zhì),2.顏色反應(yīng),（1）Feigl反應(yīng) 試驗：,二、理化性質(zhì) （二）化學(xué)性質(zhì),2.顏色反應(yīng),（2）無色亞甲藍(lán)顯色試驗 苯醌、萘醌的專用顯色劑區(qū)別于蒽醌,二、理化性質(zhì) （二）化學(xué)性質(zhì),2.顏色反應(yīng),（3）堿性條件下的顯色反應(yīng) 羥基醌類在堿性溶液中發(fā)生顏色改變，會使顏色加深。多呈橙、紅、紫紅色及藍(lán)色。,羥基蒽醌

12、類化合物遇堿顯紅 紫紅色的反應(yīng)。 反應(yīng)機(jī)理如下：,(保恩特萊格反應(yīng)),二、理化性質(zhì) （二）化學(xué)性質(zhì),2.顏色反應(yīng),（3）堿性條件下的顯色反應(yīng),二、理化性質(zhì) （二）化學(xué)性質(zhì),2.顏色反應(yīng),（3）堿性條件下 的顯色反應(yīng),二、理化性質(zhì) （二）化學(xué)性質(zhì),2.顏色反應(yīng),（4）與活性次甲基試劑反應(yīng) （Kesting-Craven法） 苯醌、萘醌區(qū)別于蒽醌,二、理化性質(zhì) （二）化學(xué)性質(zhì),2.顏色反應(yīng),（5）與金屬離子反應(yīng),二、理化性質(zhì) （二）化學(xué)性質(zhì),2.顏色反應(yīng),（5）與金屬離子反應(yīng),二、理化性質(zhì),（一）物理性質(zhì) 1.性 狀 2.溶解度 3.揮發(fā)性 4.升華性 5.不同pH條件下顯色 （二）化學(xué)性質(zhì) 1.

13、酸性 2.顏色反應(yīng),本 章 內(nèi) 容,一、結(jié)構(gòu)類型 二、理化性質(zhì) 三、提取分離 四、結(jié)構(gòu)鑒定 五、生物活性,三、提取分離,（一）游離醌類的提取方法 （二）游離羥基蒽醌的分離 （三）蒽醌苷類與游離蒽醌衍生物的分離 （四）蒽醌苷類的分離,有機(jī)溶劑,三、提取分離 （一）游離醌類的提取方法,1.有機(jī)溶劑提取法,2.堿提取酸沉淀法 用于提取含酸性基團(tuán)（Ar-OH、-COOH)的化合物。 3.水蒸氣蒸餾法 適用于小分子的苯醌及萘醌類化合物。,提取液,濃縮,結(jié)晶,氯仿等溶劑,濃縮液,三、提取分離,（一）游離醌類的提取方法 （二）游離羥基蒽醌的分離 （三）蒽醌苷類與游離蒽醌衍生物的分離 （四）蒽醌苷類的分離,三

14、、提取分離 （二）游離羥基蒽醌的分離,1.pH梯度萃取法 舉例,2.層析法 吸附劑硅膠、聚酰胺 *不宜用氧化鋁，尤其不易用堿性氧化鋁,三、提取分離,（一）游離醌類的提取方法 （二）游離羥基蒽醌的分離 （三）蒽醌苷類與游離蒽醌衍生物的分離 （四）蒽醌苷類的分離,三、提取分離,（一）游離醌類的提取方法 （二）游離羥基蒽醌的分離 （三）蒽醌苷類與游離蒽醌衍生物的分離 （四）蒽醌苷類的分離,三、提取分離（四）蒽醌苷類的分離,由于蒽醌苷類水溶性較強(qiáng)，分離精制較困難，故現(xiàn)多用柱色譜進(jìn)行分離。 柱層析載體常用有： 分離前，多進(jìn)行預(yù)處理除部分雜質(zhì)。,預(yù)處理方法： 1.鉛鹽法 2.溶劑法,硅膠、聚酰胺、葡萄糖凝

15、膠、纖維素等,三、提取分離,（一）游離醌類的提取方法 （二）游離羥基蒽醌的分離 （三）蒽醌苷類與游離蒽醌衍生物的分離 （四）蒽醌苷類的分離,練習(xí)題：試比較下列化合物的酸性強(qiáng)弱,本 章 內(nèi) 容,一、結(jié)構(gòu)類型 二、理化性質(zhì) 三、提取分離 四、結(jié)構(gòu)鑒定 五、生物活性,四、結(jié)構(gòu)鑒定,（一）衍生物的制備 1. 甲基化反應(yīng) 2. 乙?；磻?yīng) （二）波譜學(xué)方法 1. 紫外光譜（UV） 2. 紅外光譜（IR） 3. 核磁共振（NMR） 4. 質(zhì)譜（MS）,四、結(jié)構(gòu)鑒定 （一）衍生物的制備,1.甲基化反應(yīng) 目的保護(hù)-OH、測定-OH數(shù)目及成苷的位置。 條件 (1)反應(yīng)物甲基化易難： -COOH -OH Ar-O

16、H -OH R-OH ( 酸性越強(qiáng)，質(zhì)子易解離，甲基化易 ) (2)試劑的活性 CH3I (CH3)2SO4 CH2N2 (3)溶劑 溶劑的極性強(qiáng)，甲基化能力增強(qiáng),例：曲菌素的甲基化反應(yīng),四、結(jié)構(gòu)鑒定 （一）衍生物的制備,四、結(jié)構(gòu)鑒定 （一）衍生物的制備,2.乙?；磻?yīng) (1)反應(yīng)物的活性：（易與羰基形成氫鍵） 強(qiáng) R-OH -OH -OH 弱 （親核性越強(qiáng)，越容易被酰化） (2)?；噭┑幕钚?乙酰氯 醋酐 酯 冰醋酸 CH3COCl (CH3CO)2O CH3COOR CH3COOH (3)催化劑的催化能力 吡啶 濃硫酸,例：曲菌素的乙?；磻?yīng),四、結(jié)構(gòu)鑒定,（一）衍生物的制備 1. 甲基

17、化反應(yīng) 2. 乙酰化反應(yīng) （二）波譜學(xué)方法 1. 紫外光譜（UV） 2. 紅外光譜（IR） 3. 核磁共振（NMR） 4. 質(zhì)譜（MS）,四、結(jié)構(gòu)鑒定 （二）波譜學(xué)方法,1.紫外光譜（UV） （1）苯醌類的紫外吸收特征,苯醌主要吸收峰有三個,400 nm,285 nm,240 nm,強(qiáng)峰,中強(qiáng)峰,弱峰,四、結(jié)構(gòu)鑒定（二）波譜學(xué)方法 1.紫外光譜,（2）萘醌類的紫外吸收特征,四、結(jié)構(gòu)鑒定（二）波譜學(xué)方法 1.紫外光譜,（2）萘醌類的紫外吸收特征,引入助色團(tuán)（如-OH，-OMe）使相應(yīng)吸收峰紅移 醌環(huán)上引入助色團(tuán)影響257nm紅移 （不影響苯環(huán)引起的吸收） 苯環(huán)上引入-OH影響335nm紅移到42

18、7nm,四、結(jié)構(gòu)鑒定（二）波譜學(xué)方法 1.紫外光譜,（3）蒽醌類的紫外吸收特征,四、結(jié)構(gòu)鑒定（二）波譜學(xué)方法 1.紫外光譜,（3）蒽醌類的紫外吸收特征,羥基蒽醌類有五個主要吸收帶 第 峰 230 nm左右（母核的強(qiáng)吸收峰） 第 峰 240 260 nm （苯樣結(jié)構(gòu)引起） 第 峰 262 295 nm （醌樣結(jié)構(gòu)引起） 第 峰 305 389 nm （苯樣結(jié)構(gòu)引起） 第 峰 400 nm （醌樣結(jié)構(gòu)中 C=O引起）,-OH取代將影響相應(yīng)的吸收帶向紅位移,四、結(jié)構(gòu)鑒定 （二）波譜學(xué)方法,2.醌類化合物的紅外光譜（IR）,羥基蒽醌類化合物的紅外區(qū)域有： VC=O 1675 1653 cm-1 （羰基

19、的伸縮振動） V-OH 3600 3130 cm-1 （羥基的伸縮振動） V芳環(huán) 1600 1480 cm-1 （苯核的骨架振動） 母核上無取代： 兩個C=O只給出一個吸收峰1675 芳環(huán)上引入一個-OH時，給出兩個C=O吸收峰： 1675 1647 （游離C=O） 1637 1608 （締合C=O）,3.醌類化合物的核磁共振光譜（NMR） 1H-NMR (1)醌環(huán)上的質(zhì)子,四、結(jié)構(gòu)鑒定 （二）波譜學(xué)方法,3.醌類化合物的核磁共振光譜（NMR） 1H-NMR (1)醌環(huán)上的質(zhì)子,四、結(jié)構(gòu)鑒定 （二）波譜學(xué)方法,四、結(jié)構(gòu)鑒定 （二）波譜學(xué)方法,3.醌類化合物的核磁共振光譜（NMR） 1H-NMR

20、 (2)芳環(huán)質(zhì)子,當(dāng)有取代基時，峰的數(shù)目及峰位都將改變。,四、結(jié)構(gòu)鑒定 （二）波譜學(xué)方法,3.醌類化合物的核磁共振光譜（NMR） 13C-NMR （1）1,4-萘醌類,四、結(jié)構(gòu)鑒定 （二）波譜學(xué)方法,3.醌類化合物的核磁共振光譜（NMR） 13C-NMR （2）9,10-蒽醌類,四、結(jié)構(gòu)鑒定 （二）波譜學(xué)方法,4.醌類化合物的質(zhì)譜（MS） 主要特征如下： （1）分子離子峰通常為基峰； （2）失去12分子CO； （3）特征碎片峰：(m/z) P-苯醌82、80、54、52 1,4-萘醌104、76、50 9,10-蒽醌180、152、90、76,結(jié)構(gòu)鑒定舉例,1 、牛西西中蒽醌化合物的鑒定 從具

21、有止血作用的中草藥牛西西(Rumex patientia L.)根中提取出一種黃色結(jié)晶，測得分子式為C15H10O4。該成分與NaOH試液呈紅色，遇0.5% 醋酸鎂呈橙紅色。UV光譜吸收峰位于 225(4.57), 258(4.33), 279(4.01), 288(4.07), 432(4.08); IR 譜(cm-1) 1675, 1621.該化合物經(jīng)鋅粉蒸餾得2-甲基蒽，其乙?；镉勉t酸氧化生成1,8-二乙?；簏S酸。試推斷其結(jié)構(gòu)。,四、結(jié)構(gòu)鑒定,遇堿呈紅色, 可知為蒽醌類化合物; 與MgAc2呈橙紅色,推測每個苯環(huán)上可能有一個-酚羥基,或存在間位酚羥基; 紫外225nm證有兩個-酚羥基

22、,第三峰279(1.04)峰強(qiáng)度小于4.1,推測無-酚羥基;第五峰432nm推測為1,5-或1,8-二羥基; IR譜1675,1621cm-1,相差64, 證為1,8-二羥基; 鋅粉還原得2-甲基蒽,證存在-位含一個碳的取代基;即有以下結(jié)構(gòu),四、結(jié)構(gòu)鑒定 （二）波譜學(xué)方法,6. 從分子式C15H10O4中減去已知的結(jié)構(gòu)單元C15H7O4, 剩三個氫,故推測-位取代基為甲基; 乙酰化物的氧化反應(yīng)證實了以上推測: 8. 故該化合物為大黃酚.,四、結(jié)構(gòu)鑒定 （二）波譜學(xué)方法,結(jié)構(gòu)鑒定舉例2,從具有清熱利濕、消腫止痛作用的黃花（又名金針菜）中分得多種蒽醌，其中一化合物（黃花蒽醌）的理化數(shù)據(jù)和波譜數(shù)據(jù)如下： 黃花蒽醌：黃色結(jié)晶，mp 243244C。 EIMS分子離子峰為m/z 300, 示分子式為C16H12O6。 在5NaOH水